单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.5,运动电荷在磁场中受到的力,淮安中学高二II部,美丽的极光,在地球南北两极四周地区的高空，夜间常会消逝绚烂美丽的光线。它轻快地漂移，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光线。这种壮丽动人的景象就叫做“极光”。,从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？,解开这些问题的钥匙，就是磁场对运动电荷的作用规律。,方向,:,安培力,:,1.,磁场对通电导线的作用力,大小,:,左手定则,为,B,和,I,之间的夹角,2.推断以以下图中受力的方向和大小,I,课前检测,3.,电流是怎样产生的呢？,磁场对电流有力的作用，而电流是由于电荷的定向移动形成的，那么是否磁场对运动电荷也有力的作用？,猜 想,观看阴极射线在磁场中的偏转,阴极射线,-,高速运动的电子流,现象,：,结论,：,1.,电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲,2.当磁场的方向发生变化时，电子流的弯曲方向也发生了转变,1.,磁场对,运动电荷,有力的作用,2.,磁场对,运动电荷,力的方向与磁场的方向及电荷的运动方向有关,洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府准备从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。,运动,电荷,在磁场中所受的力,洛伦兹力,v,F,洛,v,F,洛,洛伦兹力的方向,洛伦兹力的方向,左手定则,：,1.,磁感线,穿手心,2.,四指,3.,大拇指,洛伦兹力的方向,正电荷,运动,同向,负电荷,运动,反向,v,F,洛,伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线穿过手心，四指指向正电荷的运动方向，指向负电荷的运动反方向，拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。,比较：洛伦兹力和安培力方向的推断方法有何共同规律？,电流,v,F,洛,1.试推断以下各图粒子所受洛伦兹力的方向,+,V,V,+,V,V,V,+,V,F,L,+,V,垂直纸面对外,垂直纸面对里,+,V,F,L,F,L,F,L,F,L,=0,F,L,=0,课堂练习,2.试推断以下各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向,f,B,F,v,垂直纸面对外,课堂练习,I,B,F,v,v,v,v,磁场为什么对通电导线有安培力作用？安培力与洛伦兹力之间有什么样的关系呢？,思 考,安培力,洛仑兹力,磁场对,电流,的作用,磁场对,运动电荷,的作用,因,果,微观缘由,宏观表现,I,B,F,v,v,v,v,设有一段长为,L,，横截面积为,S,的直导线,单位体积内的自由电荷数为,n,，每个自由电荷的电荷量为,q,，自由电荷定向移动的速率为,v,。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为,B,的匀强磁场中：,洛伦兹力的大小,1这段导线内的自由电荷数,2通电导线中的电流,3通电导线所受的安培力,4每个电荷所受的洛伦兹力,F,L,=,qv,B,(vB),1vB,2vB,v,v,洛伦兹力的大小,V与B不垂直时，洛伦兹力方向如何推断？,qvBsin,B,B,3 v与B成时，F=,F,洛,=0,F,洛,=q,v,B,1F洛、V、B方向两两垂直？,思考与争论,重要结论：洛伦兹力永远,不做功,！,只,改变,速度的,方向,，,不改变,速度的,大小,F,洛,v,F,洛,v,B,平面,F,洛,B,2洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？,3洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？,3.,带电量,q=1,10,-18,C,的粒子，以初速度,v=3,10,6,m/s,进入磁感应强度,B=0.1T,的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？,F,l,=qvB=3,10,-13,N,？,课堂练习,留意是否有垂直关系,4.当一带正电q的粒子以速度V沿螺线管中轴线进入该通电螺线管中，假设不计重力，则 ,A、带电粒子速度大小转变,B、带电粒子速度方向转变,C、带电粒子速度大小不变,D、带电粒子速度方向不变,课堂练习,CD,5.来自宇宙的质子流，以与地球外表垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球四周的空间时，将(),A竖直向下沿直线射向地面,B相对于预定地面对东偏转,C相对于预定点稍向西偏转,D相对于预定点稍向北偏转,V,B,课堂练习,宇宙射线,从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。这些高能粒子流假设都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球四周存在磁场，在洛伦兹力的作用下，转变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了确定的阻挡作用。,在太阳制造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以掩盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空围绕地球流淌，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子放射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征颜色，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。,极光,课堂小结,电场力,F=qE,洛伦兹力,F=,q,v,Bsin,与电场方向,平行,与磁场方向,垂直,电荷在电场中确定受力，且受力确定,运动电荷在磁场中不愿定受力，且受力不愿定,电场力对运动的电荷不愿定做功,洛伦兹力对运动的电荷确定不做功,为,V,和,B,的夹角,F,洛,v,B,平面,